higijena tla

HIGIJENA TLA

I.

13

UVODPlanet Zemlja sastoji se od nekoliko različitih koncentričnih ljusaka ili sfera. Centralni dio Zemlje tvori barisfera, izgrađena poglavito od nikla i željeza, zato se još zove “nife”. Iznad barisfere leži piros-fera, zvana “sima” jer je izgrađena od silicija i magnezija. Povrh ove leži čvrsta Zemljina kora - litosfera izgrađena poglavito od silicija i aluminija, radi čega se još zove i “sial”.

Litosferu djelomice pokriva pedosfera i većim dijelom hidrosfera. U pedosferi, njezinu površinskom sloju odvijaju se intenzivni životni procesi i različite kemijske reakcije. Na razvoj pedosfere utječe čitav niz pedogenetskih čimbenika, kao što su voda, toplina, vjetrovi, razni kemijski agensi (kiseline, lužine, soli), biljke, životinje i ljudi.

Čitavu Zemlju obavija atmosfera, koja ima dva sloja - troposferu ili zonu dušika i kisika koja seže 15 km iznad mora i stratosferu ili zonu razrijeđenih plinova.

Pedologija (tloznanstvo) je znanost o postanku, svojstvima i životu pedosfere. Tlo je površinski sloj Zemljine kore izmijenjen zajedničkim utjecajem klime, zraka, vode, biljaka, životinja i ljudi.

Definiciju za tlo dao je i Komitet ministara Vijeća Europe (1992) koja glasi: “Tlo je integralni dio Zemljina ekosustava koji se nalazi na prijelazu između Zemljine površine i geološke podloge. Po du-bini je najčešće podijeljeno na nekoliko horizonata, koji se postupno smjenjuju. Posjeduje specifična fizikalna, kemijska i biološka svojstva, s različitim funkcijama u prirodi i gospodarstvu. Polazeći od povijesno najstarijeg načina korištenja tla, u poljodjelstvu, zatim šireg ekološkog gledišta, te novijih potreba zaštite okoliša, koncepcija tla obuhvaća također porozne sedimentne stijene zajedno s rezer-vama podzemne vode”.

Tlo obavlja razne ekološke i gospodarske funkcije povezane s ljudskim aktivnostima, a to su:

` proizvodnja biljne tvari (biomase) - prirodna šumska vegetacija, livade, pašnjaci, poljoprivred-ne površine za prehranu ljudi ili domaćih životinja i dr.,

` filtracija, puferna sposobnost, pohrana i pretvorba bilo vode koja dolazi s kišnicom ili hraniva, pesticida i drugih tvari koje se unose u tlo,

` prebivalište makro i mikroorganizama životinjskog i biljnog podrijetla, koji djelomično ili trajno žive u tlu,

` izvor vode, pijeska i šljunka za građevinske potrebe, ` fizički prostor za gradnju stambenih zgrada, naselja, farmi i dr., ` geološka i kulturna baština, jer su u tlu sadržane brojne geomorfološke i povijesne informa-

cije poput paleontoloških i arheoloških nalazišta.

SASTAV TLATlo je sastavljeno od mineralnog dijela kao osnove i organskih tvari. Od minerala najviše su zastu-pljeni sljedeći elementi: silicij (Si), aluminij (Al), željezo (Fe), nešto manje ima kalcija (Ca), magnezija (Mg), kalija (K) i natrija (Na). U minimalnim količinama ima fosfora (P) i sumpora (S). Od ostalih elemenata najviše su zastupljeni kisik (O), ugljik (C) i dušik (N).

Za kvalitetu tla veliku važnost ima sadržaj alkalnih elemenata (Ca, K, Mg, Na), a naročito kalcija koji čini osnovu svakog plodnog tla. Veće količine natrija u tlu pretvaraju ga u neplodno slatinasto tlo. Sadržaj ovih alkalnih elemenata nije važan samo zbog boniteta tla, već ima značenje i za higijenu. Nedostatak kalcija i fosfora u tlu ima za posljedicu i njihov nedostatak u biljkama, a životinje koje se hrane takvom hranom pokazuju znakove nedostatka tih elemenata. To se naročito očituje u organiz-mu mladih životinja. Pritom se ne smije zaboraviti da su nitrati i fosfati biljna hraniva u poljoprivred-nim tlima, dok u povećanim količinama mogu postati i polutanti za površinske i podzemne vode.

Sva mrtva organska tvar u tlu u širem smislu zove se humus. Humus se u užem smislu može definirati kao specifična organska tvar tamne boje nastala u procesima humifikacije. To su procesi

I. poglavlje Higijena tla

14

razgradnje organske tvari i sinteze novih složenijih spojeva koji se odvijaju pod utjecajem mikroorga-nizama u tlu.

Ekstrakcijskim postupkom mogu se izdvojiti karakteristične frakcije humusa koje imaju približno slične osobine i sastav. Tako se dobiju četiri karakteristične frakcije: huminske i ulminske kiseline (netopive u alkoholu), krenska i apokrenska kiselina (topive u HCl), himatomelanska kiselina (topiva u alkoholu), humin i ulmin (netopivi u lužinama).

Humusne kiseline su po građi molekula dosta slične visokomolekularnim dušičnim spojevima. Prema boji i topljivosti u raznim otapalima razlikuju se dvije grupe humusnih kiselina:

` tamno obojene huminske kiseline; ` svijetlo (žuto) obojene fulvokiseline.

Huminske kiseline su dosta jake višebazne kiseline, imaju negativan električni naboj, lako koagu-liraju pod utjecajem H+ iona i prelaze u gel stanje. Ovamo spadaju tri kiseline: huminska, alminska i himatomelanska kiselina.

Fulvokiseline su jake i u vodi dobro topljive kiseline. Zbog svoje visoke kiselosti smatraju se izrazito negativnim za tlo. Ovamo spadaju krenska i apokrenska kiselina.

S obzirom na sadržaj pojedinih frakcija razlikuju se dva osnovna oblika humusa u tlu: blagi ili zreli humus i kiseli ili sirovi humus.

Blagi ili zreli humus, gdje dominiraju huminske kiseline, tlu daje najbolje fizikalno-kemijske i bio-loške osobine. Tlo je bogato faunom i mikroflorom kao npr. kišnim gujavicama, kukcima i njihovim ličinkama i sl.

Kiseli ili sirovi humus pojavljuje se u uvjetima humidne klime. U njemu dominiraju fulvokiseline, pa stoga i nepovoljni uvjeti za aktivnost organizama koji prerađuju organske ostatke. Od faune nalaze se samo neki kukci, a od mikroflore samo acidofilne gljivice.

Sastav tla

PRAKTIKUM / Okoliš i higijena držanja životinja

15

Humus ima višestruko pozitivan utjecaj na tlo i upravlja brojnim procesima. Povoljno utječe na mikrobiološku aktivnost tla. Zbog tamne boje povoljno utječe na zagrijavanje i toplinske osobine tla. Važan je čimbenik trošenja i transformacije mineralnog dijela tla. Sve ove pozitivne osobine pripadaju blagom humusu. Njemu nasuprot sirovi humus negativno utječe na tlo. Količina humusa u tlu rezul-tat je stanja ravnoteže dvaju suprotnih procesa - mineralizacije (razgradnje), kojom se tlo osiromašuje i humifikacije, kojom se tlo obogaćuje.

SVOJSTVA TLA

BojaPrirodna boja karakterističan je morfološki znak tla i indikator mnogih kemijskih i ekoloških osobina tla. Oduvijek je služila kao jedan od kriterija za klasifikaciju tla. Tako u sistematici tla srećemo razne tipove crnica, crvenica, smeđih, sivih i drugih tala. Boja tala ovisi o kemijskom sastavu, odnosno o sadržaju u njima raznih vrsta obojenih tvari. U pedosferi rijetko susrećemo čiste boje, većinom su pomiješane i tvore razne nijanse. Osnovne boje tla su crna, siva, smeđa, crvena i žuta. Organske tvari daju tlu od tamnosive i tamnosmeđe do crne boje, ovisno o stupnju njihove humifikacije. Tamnosivu i crnu boju daju tlu spojevi mangana, magnetit i minerali gline iz grupe hizingerita.

Oksidi i hidroksidi željeza daju tlu crvenu, smeđu i žutu boju, ovisno o stupnju njihove hidratiza-cije. Pri mješavini tih spojeva pojavljuju se razne nijanse između crvene i žute boje, kakve se najčešće susreću u tlu.

Bijelu do svijetlosive boje daju tlu kvarc, aluminijev-hidroksid, kaolinit i drugi minerali gline, zatim kalcijev karbonat. Fero spojevi daju tlu plavu boju (vivijanit) i zelenu boju (zelena galica).

Pored sadržaja obojenih tvari boja tla zavisi i od drugih čimbenika kao što su vlažnost, jačina osvjet-ljenja, struktura i mehanički sastav tla. Vlažna tla imaju redovito tamniju boju od suhih tala.

Boja je važan indikator koji nam govori o kemijskom sastavu tla, kao i o pedogenetskim procesima koji se u njemu odvijaju. Boja se uvijek određuje u suhom tlu.

Struktura Pod strukturom tla podrazumijeva se veličina, oblik i način rasporeda strukturnih agregata u tlu. Mehanički elementi u tlu povezani su u veće nakupine - strukturne agregate. Po porijeklu agregati mogu biti prirodni i umjetni. Prirodna struktura nastala je pod utjecajem prirodnih pedodinamskih faktora kao što su klima, fauna, vegetacija i sl. Umjetna struktura nastala je različitim poljodjelsko-tehničkim mjerama kao što su fertilizacija, obrada tla i sl.

Strukturne agregate tla možemo podijeliti po veličini i po obliku na više skupina. Tako se prema veličini mogu podijeliti na mikroagregate (do 0,25 mm promjera) i makroagregate (preko 0,25 mm).

Po obliku mogu se podijeliti na tri skupine:

` kockaste ili kuboformne, koji se dijele po veličini na praškaste, sitno mrvičaste, mrvičaste, krupno mrvičaste, graškaste, sitno orašaste, orašaste, krupno orašaste, sitno grudaste, gruda-ste, krupno grudaste;

` stubaste ili prizmatoformne, koji mogu biti vrlo sitni, sitni, osrednji, vrlo krupni i krupni; ` plosnate ili laminoformne, koji s obzirom na oblik mogu biti pločasti, ljuskasti i lisnati.

Strukturna svojstva tla treba određivati u suhom i vlažnom tlu jer se struktura mijenja s promje-nom vlažnosti. Važno je znati da za tvorbu agregata značajna uloga pripada Ca-ionu, humusu i mine-ralnim koloidima. Struktura je važno svojstvo tla. U strukturnim tlima je najpovoljniji odnos vode i zraka, tu se odigravaju intenzivni aerobni procesi i mineralizacija organske tvari u tlu.


16

Tekstura Mehanički sastav ili tekstura podrazumijeva sadržaj pojedinih frakcija u tlu u postocima. Pojedine me-haničke frakcije međusobno se razlikuju kako po veličini, tako i po mineraloškom i kemijskom sasta-vu. Frakcije s promjerom većim od 20 mm nazivaju se skelet, a čestice manjih dimenzija sitno tlo.

U svijetu postoji niz klasifikacija mehaničkih frakcija tla, a kod nas je prihvaćena klasifikacija Međunarodnog društva za proučavanje tla, koja je prikazana u tablici.

Klasifikacija mehaničkih frakcija tla

Naziv frakcije Promjer čestica u mm

Kamen Šljunak Krupni pijesak Sitni pijesak Prah Glina

preko 20 20 - 2,0 2,0 - 0,2 0,2 - 0,002 0,02 - 0,002 ispod 0,002

Kamen i šljunak nastaju fizikalnim trošenjem matične stijene. Po mineraloškom sastavu mogu biti karbonatnog, silikatnog i kvarcnog sastava. Pokazuju neznatnu kemijsku aktivnost.

Pijesak nastaje također fizikalnim trošenjem stijene. Ima ga u svim tlima. Pjeskovita tla poznata su kao slabo vezana i jako propusna za vodu, odnosno kao suha i topla tla.

Prah nastaje fizikalnim trošenjem minerala. U njemu prevladavaju kvarc i opal. Po svojim oso-binama prah se nalazi na prijelazu između pijeska i gline. U suhom stanju je suh i kompaktan, a u vlažnom ima slabo izraženu ljepljivost i bubrenje. Kapilarni uspon vode mu je visok.

Glina u širem smislu obuhvaća brojne mineralne i organske spojeve. Frakcija gline naziva se još i grubo koloidna frakcija. Glina veže na sebe velike količine vode, praktički je nepropusna za vodu, bubri i ljepljiva je. U suhom stanju se kontrahira i tvrda je.

Specifične pedodinamske tvorevineTijekom razvoja tla pojavljuju se različite novotvorevine koje su rezultat pedodinamskih procesa. Od ostalih čestica tla razlikuju se izgledom i sastavom. To su nakupine lako topljivih soli natrija, kalcija, magnezija koje se pojavljuju u obliku bijelih eflorescencija (iscvjetavanja) na površini tla. Na površini nalazimo bijele kore od Glauberove soli (Na2SO4). Zatim nalazimo eflorescencije i konkrecije gipsa, koji je netopljiv u vodi. Tu spadaju još i nakupine kalcijeva karbonata u obliku vapnenih pjega koje su bijele do sivo-žućkaste boje, te u obliku pseudomicelija i vapnenih konkremenata. Izlučine i nakupine željeza i aluminija, mangana i dr. raširene su u humidnim tlima kao pjege, jezičci i žile različite boje, ponajčešće smeđe i hrđavo žućkaste. U teškim glinastim tlima i u barskim tlima česte su eflorescenci-je vivijanita plavkaste boje. Nakupine silicijeva dioksida dolaze kao bijela kremena prašina. Zatim tu spadaju različite tvorevine faune tla kao: vijugavi hodnici od crva, hodnici i kanali od rovki, poljskih miševa i sl., te njihovi ekskrementi.

UZIMANJE UZORAKA TLA ZA ANALIZUTerenski pregled jedan je od osnovnih postupaka u higijenskoj ocjeni tla. Sastoji se u utvrđivanju kva-litete tla inspekcijom “na licu mjesta” i uzimanjem tla za laboratorijske analize.

Pregledom terena posebnu pozornost treba obratiti na čistoću tla i na eventualnu mogućnost one-čišćenja. To je posebno važno pri izboru lokacije za gradnju staja, uspostavu pašnjaka, kopanje jame


17

grobnice, bunara i sl. Da bi se što bolje ocijenila kvaliteta tla, potrebno je iskopati pedološku jamu du-bine oko 1,5 m, ovisno o kakvom se području radi. U humidnom području obično treba kopati dublju jamu nego u aridnom. Kopanjem jame otkrivaju se pojedini horizonti koji se međusobno razlikuju po boji, strukturi, teksturi i drugim svojstvima. Na taj način dobije se uvid u sastav tla, razmještaj nepropusnih slojeva za vodu i dr.

Za fizikalno-kemijske analize uzima se oko pola kilograma tla u polivinilsku vrećicu. Uzorak se uzima na različitim dubinama s lopaticama, svrdlima i sondama. Za bakteriološku analizu uzima se oko 100 g tla na sterilan način u sterilnu posudu. Za to nam služi Frankelovo svrdlo, koje u svom donjem dijelu ima žličasto udubljenje. Svrdlom se buši okrećući ga na lijevu stranu, kad se dođe na željenu dubinu, okreće se na suprotnu, tj. desnu stranu. Pritom se žličasto udubljenje otvori i napuni zemljom. Ponovnim okretanjem na lijevu stranu svrdlo se zatvori i izvuče van.

Svaki uzorak tla treba sadržavati sljedeće elemente: mjesto uzimanja, datum, dubinu iz koje je uzo-rak uzet. Da bi se dobila kompletna slika, potrebno je uzeti više uzoraka na više mjesta i s različitih dubina.

Uzorci tla nekad se mogu analizirati na terenu pomoću terenskog pedološkog kompleta. To su orijentacijske kvalitativne ili semikvantitativne analize. Pedološki komplet sadrži stalak s dvadeset epruveta, menzuru od 100 ml, stakleni lijevak, Erlenmeyerovu tikvicu od 300 ml, pokrovno satno stakalce, indikator papiriće, set od 6 bočica s kemikalijama, pola litre destilirane vode, filtar papir, pipete.

FIZIKALNA ANALIZA TLA

Tekstura ili granulometrijski sastavS fizikalnog stajališta tlo se sastoji od čvrste, tekuće i plinovite faze. Čvrstu fazu čine mineralne, or-ganomineralne i organske čestice, koje se međusobno razlikuju prema stupnju usitnjenosti, i različite su veličine i oblika.

Pedološka jama


18

S obzirom na veličinu, možemo mehaničke elemente tla podijeliti na tri skupine:

` Grube mehaničke elemente ` Koloidne disperzije ` Ångstremske disperzije

U tlu je najviše grubih elemenata, koloida je manje, a najmanje je angstremskih čestica.Skupina grubih mehaničkih elemenata može se razvrstati po veličini na nekoliko kategorija česti-

ca: ` Čestice kamena, veće od 2 cm, ` Čestice šljunka, veličine 0,2 - 2 cm, ` Čestice pijeska, veličine 0,05 - 2 mm. ` Čestice praha, veličine 0,05 – 0,01 mm, ` Čestice glinaste, frakcija od 0,01 mm do 0,1 m.

Čestice kamena i šljunka tvore skelet tla, a sve ostale čestice čine sitno tlo.Čestice skeleta možemo podijeliti na:

krupne, veće od 20 cmČestice kamena: srednje, veličine 5-20 cm

sitne, veličine 2-5 cm

krupne, veličine 1-2 cmČestice šljunka: srednje, veličine 0,5-1 cm

sitne, veličine 0,2-0,5 cm

Pedološka sita


19

Tekstura tla određuje se prosijavanjem tla kroz pedološka sita koja imaju različite promjere rupica (oka).

Za sitnozrnata tla i njihovu kategorizaciju koriste se postupci sedimentacije, odnosno dekantacije i elutracije. Dekantacija je postupak odjeljivanja čestica na principu taloženja u mirnoj vodi, a elutracija je postupak isplahnjivanja čestica u vodenoj struji.

Poroznost Između strukturnih agregata u tlu nalaze se šupljine koje se nazivaju pore tla. Poroznost je veoma važna osobina tla, jer se u porama nalaze voda i zrak.

Prema postotku pora u tlu razlikujemo:

` Vrlo porozna tla, koja sadrže preko 60% pora, ` Porozna tla, koja sadrže 45-60% pora, ` Slabo porozna tla, koja sadrže 30-45% pora, ` Vrlo slabo porozna tla, koja sadrže manje od 30% pora.

Ukupna količina pora, osim o mehaničkom sastavu, ovisi još i o strukturi te količini organske tvari u tlu. Osim što je važno da u tlu ima dovoljno pora, važna je i njihova veličina. Prema dimenzijama pore dijelimo na one veće od 1 mm i na pore manje od 1 mm. Prve se zovu nekapilarne, a druge kapi-larne pore. U kapilarnim porama pretežno se zadržava voda, a u nekapilarnim zrak. Količina i odnos pora određuju poroznost tla, toplotna i druga svojstva. Za tlo je dobar odnos kapilarnih i nekapilarnih pora 3 : 2 do 1 : 1.

Ukupni sadržaj pora u tlu izračunava se iz razlike stvarne i prividne specifične težine tla. Stvarna specifična težina tla određuje se piknometrom, a prividna pomoću metalnog valjka po Kopeckom.

Retencijski kapacitet tla za voduTo je veličina koja se određuje u laboratoriju i predstavlja maksimalnu sposobnost tla da drži u sebi vodu molekularnom adhezijom, hidratacijom i kapilarnim snagama te površinskom napetošću. Sposobnost zadržavanja vode je različita kod različitih tala, što ovisi o njihovu sastavu. Količina zadržane vode ovisi o veličini čestica tla i o veličini pora.

Retencijski kapacitet tla za vodu je:

` Vrlo malen, ako iznosi manje od 25% ` Malen, ako iznosi 26-35% ` Srednji, ako iznosi 36-45% ` Velik, ako iznosi 46-60% ` Vrlo velik, ako iznosi više od 60%

Retencijski kapacitet tla za vodu u krupnozrnatom tlu je vrlo malen. Tako npr. za šljunak iznosi 7%, krupni pijesak 23%, dok je za srednji pijesak 47%, a za glinu 70%.

Kapilaritet Pod kapilaritetom se podrazumijeva sposobnost tla da pod utjecajem kapilarnih sila upija vodu iz vlažnih slojeva i da je kroz kapilarne pore diže k manje vlažnim slojevima, u svim pravcima, pa i ver-tikalno suprotno od djelovanja sile teže. Kapilarna pora je svaka šupljina u kojoj voda stvara ugnutu površinu - meniskus.

Za kapilaritet tla važna su dva pokazatelja - brzina i visina kapilarnog dizanja vode. Utvrđeno je da kod pjeskovitih tala voda brzo dosegne manje visine, a kod tala koja imaju izraženiju strukturu, voda dosegne veće visine na duže vrijeme.


20

Uobičajeno je određivanje kapilarnog uspona u laboratoriju s usitnjenim tlom, koje više nema prirodnu strukturu, pa ovaj način određivanja nije idealan. Cilj pokusa je utvrditi visinu kapilarnog uspona vode za određeno vrijeme.

Na osnovi penjanja vode tijekom 5 sati može se dati ocjena vodenog režima i mehaničkog sastava tla. Tako je npr. uspon vode do 75 mm visine karakterističan za vrlo teška tla s lošim vodnim reži-mom, dok je uspon vode od 250 do 300 mm karakterističan za vrlo laka tla koja slabo drže vodu.

Temperatura

Bimetalni termometri

Zračni prostori

A B


Prikaz kapilariteta u staklenim cijevima različite veličine

Prikaz kapilariteta u tlu

21

Temperatura je stupanj zagrijanosti tla, a toplina je termička energija izražena u kalorijama. Toplina je veoma bitan čimbenik svih procesa koji se odvijaju u tlu. Toplinske osobine tla ovise o odnosu krute, tekuće i plinovite faze tla. Najvažniji izvor topline za zagrijavanje tla je Sunčeva radijacija koju upija površinski sloj. Količina topline koju tlo prima od Sunčeve radijacije različita je u raznim tlima, i ovisi o nizu čimbenika, a prije svega o jačini same radijacije. Osim toga uvjetovana je geografskom širinom, godišnjim dobom, nadmorskom visinom, biljnim pokrovom, atmosferskim talogom i dr.

Temperatura tla znatno se razlikuje od temperature zraka. Dnevna temperaturna kolebanja osjete se do 1 metar u dubinu tla. Postoje i godišnja temperaturna kolebanja koja su najveća na površini tla. Ta temperaturna kolebanja mogu se osjetiti na dubini od 15 do 20 metara. Ako se ide još u dublje slo-jeve, zapaža se da s dubinom raste i temperatura, i to na svakih 30 metara dubine za 1°C.

Kod niskih temperatura dolazi do smrzavanja određenog sloja tla, što se zove zonom zamrzavanja. Ona je različita i ovisi o geografskoj širini, klimi, te kvaliteti i strukturi tla. Dubina ove zone je od 0,5 do 1,6 metara.

Temperatura tla određuje se termometrima koji mogu biti različitog oblika i izvedbe (ravni, klinasti i sl.), živini i bimetalni. Za pliće slojeve koriste se bimetalni termometri (do 50 cm) i živini termometri u metalnoj košuljici, a za dublje slojeve tla koriste se sonde.

KEMIJSKA ANALIZA TLADa bi se dobila što potpunija slika o higijenskoj kvaliteti tla, potrebno je izvršiti određene kemijske analize tla. Pri tome se misli na kvalitativne odnosno semikvantitativne analize, koje zadovoljavaju potrebe veterinarske struke. Analize se obavljaju u tlu i u vodenoj iscrpini tla.

U plodnim tlima humus, postojana tamno obojena organska tvar koja se u tlu akumulira kao nus-produkt razgradnje biljnih ili životinjskih ostataka, nalazi se u obliku soli humata, dok se u neplod-nim tlima nalazi u obliku slobodnih huminskih kiselina koje su jedan od parametara odgovornih za kiselost tla.

Visoki sadržaj kalcija u tlima, naročito u obliku karbonata, povoljno utječe na mnoge procese i osobine tla, a osim toga kalcij je i biogeni element. Ioni kalcija neutraliziraju kiseline u tlu, pa se tla “kalcificiraju”, čime se smanjuje kiselost, ali i povećava mobilnost i dostupnost biljkama drugih iona. Tla s većim sadržajem kalcija su manje vlažna uz neutralnu ili slabo lužnatu reakciju.

Kalcijev karbonatU karbonatnim zemljištima ulogu najvažnijeg pufera protiv acidifikacije (zakiseljavanja) tla ima CaCO3.

Sadržaj kalcijeva karbonata u tlu određuje se na dva načina:

` 1. kvalitativno (semi-kvantitativno) određivanje ` 2. kvantitativno određivanje

– volumetrijska metoda pomoću Scheiblerova kalcimetra– gravimetrijska metoda

Kvalitativno, semi-kvantitativno određivanje sadržaja kalcijeva karbonata u tlu:Princip određivanja kalcijeva karbonata u tlu sastoji se od mjerenja količine razvijenog ugljičnog di-

oksida koji nastaje pri tretiranju uzorka tla razrijeđenom solnom kiselinom. Reakcija između kalcijeva karbonata i solne kiseline je sljedeća:

CaCO3 + 2 HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Ovom se metodom može odrediti približan sadržaj kalcijeva karbonata u tlu. Na ovaj kvalitativan i semi-kvantitativan način određuje se na terenu i u laboratoriju.


22

Slobodne huminske kiselineHuminske kiseline su organske kiseline složenog sastava, s četiri karboksilne skupine. Sadrže velike količine dušika i otporne su na razgradnju. Postupak za njihovo određivanje bazira se na činjenici da huminske kiseline kao koloidi s negativnim električnim nabojem pod utjecajem OH- iona oboje reak-cijsku smjesu smeđe.

Vodena iscrpinaNakon analiza i određivanja fizikalnih svojstava u suhom tlu, najosnovnije kemijske analize u uzorku tla određuju se u njegovoj vodenoj iscrpini. Ovim određivanjem dobivamo uglavnom samo kvalitativ-ne, odnosno semikvantitativne podatke koji zadovoljavaju potrebe iz područja animalne higijene.

U vodenoj iscrpini tla određuju se pH, amonijak i nitriti.

pH Tla mogu imati alkalnu ili kiselu reakciju i o tome u dobroj mjeri ovisi njihova plodnost i kvaliteta biljne proizvodnje. Reakcija tla određena je odnosom koncentracije vodikovih (H+) i hidroksilnih (OH-) iona. Poznato je da se vrijednosti reakcije tla kreću u rasponu od pH 3,5 do pH 9,0.

Kisela tla najčešće se nalaze u krajevima s mnogo padalina koje ispiru tlo i uzrokuju biološku pro-dukciju kiselina. Lužnata (slana) tla najčešće su tamo gdje ima malo padalina, gdje je visoka evapora-cija, te ograničeno ispiranje. Dolazi do akumulacije soli i povećane lužnatosti tla.

Postoji više metoda za određivanje pH, a najčešće se koriste sljedeće:

` elektrometrijska metoda ` metoda s lakmus papirom ` metoda s univerzalnim indikatorskim papirićima.

Za točno određivanje vrijednosti pH koristi se pH-metar s elektrodom.Metoda s lakmus papirićima je najjednostavnija, kvalitativna i slabo osjetljiva. Bazira se na promje-

ni boje lakmus indikatorskog papirića u kiseloj odnosno alkalnoj sredini.


23

Amonijak i nitritiSadržaj amonijaka i nitrita, te nitrata u tlu provodi se radi utvrđivanja i kategorizacije organske tvari koja sadrži dušik, a potječe od gnojidbe tla. Znatniji sadržaj amonijaka u tlu upućuje na svježe organ-sko onečišćenje tla. Sadržaj nitrita nastalih oksidacijom amonijaka upućuje na starije organsko oneči-šćenje, ili su nitriti posljedica redukcije nitrata u anaerobnim uvjetima. Nitrati su posljedica oksidacije amonijaka u aeriranim tlima, dakle oni upućuju na potpunu mineralizaciju organske tvari.

MikroorganizmiMikroorganizmi u tlu imaju značajnu ulogu jer sudjeluju u brojnim procesima od kojih su najvažniji procesi humifikacije i mineralizacije organske tvari. Najviše ih ima u gornjim slojevima, a s dubinom tla broj se smanjuje. Od svih mikroorganizama u tlu najbrojnije su bakterije i na njih otpada oko 80%. Što su fizikalna, kemijska i fiziološka svojstva tala povoljnija, to je broj bakterija veći i dublje prodiru u tlo. Pjeskovita, kisela ili previše alkalna tla sadrže tek nekoliko desetina tisuća bakterija u 1 g, dok u 1 g humusa može biti i više milijardi bakterija. Dublji horizonti su gotovo sterilni.

S epizootiološkog stajališta bakterije u tlu možemo podijeliti na saprofite, koji uglavnom sudjelu-ju u razgradnji i sintezi raznih organskih spojeva, i na patogene bakterije koje su posebno štetne za zdravlje životinja i ljudi. Od saprofitnih bakterija najčešće su Bacillus mycoides, B. subtilis, B. mesen-tericus te razne nitrificirajuće, sumporne i fero bakterije. Od patogenih bakterija mogu se naći uzroč-nici tetanusa Bacillus tetani, uzročnici bedrenice Bacillus anthracis, uzročnici šuštavca i parašuštavca Clostridium chauvoei, C. septicum, uzročnici vrbanca Erysipelothrix rhusiopathiae, uzročnici tuber-kuloze Mycobacterium tuberculosis, M. bovis, M. avium, uzročnik pastereloze Pasteurella multocida i drugi. Uzročnik bedrenice B. anthracis u tlo dospijeva ekskrementima oboljelih životinja, zatim za-raženim stajnjakom, te lešinama domaćih i divljih životinja. Njegove spore su jedne od najotpornijih bakterijskih spora i u tlu mogu preživjeti stotinama godina (tzv. «bedrenični distrikti»). Mogu se zadr-žati na površini tla i u dubljim slojevima. Za razmnožavanje im pogoduje tlo bogato humusom i pH oko 7,0. U tlo veoma često ekskrementima ljudi i životinja dospije i Escherichia coli, koja se različito dugo u njemu zadržava, što ovisi o granulometrijskom sastavu i pH tla. U kiselim i slabo neutralnim tlima može preživjeti i razmnožavati se do 110 dana.

U tlu se u većem ili manjem broju mogu naći i alge. Predstavljaju ih tri velike skupine: Chlorophyceae, Cyanophyceae i Bacillariaceae. Njihovo značenje je uglavnom u obogaćivanju tla organskim tvarima i intenziviranju kemijskog trošenja mineralnog kompleksa.

Od niže flore nakon bakterija najveće pedodinamsko značenje imaju gljivice čiji razgranati miceliji izlučuju različite enzime i sudjeluju u procesima razaranja odnosno truljenja organske tvari u tlu. Od različitih vrsta najzastupljenije su iz rodova Penicillium, Trichoderma, Fusarium, Mucor, Aspergillus i Rhizopus.

Ostali predstavnici faune U tlu se pojavljuju različiti predstavnici faune tla, od najnižih crva do sisavaca. Svi oni svojim aktiv-nostima utječu na fizikalne, kemijske i biološke osobine tla. Nalazimo razne nematode, anelide, oligo-hete i dr. U tlu je značajna prisutnost različitih vrsta gujavica kao što su: Lumbricus terrestris, Eisenia rosea, Lumbricus rubellus i dr.

U tlu su zastupljene i razni razvojni oblici kukaca koji svojim aktivnostima također pridonose ra-hlenju tla. Od sisavaca koji ruju tlo, unoseći u njega organske tvari i ostavljajući svoje ekskremente mogu se spomenuti krtica (Talpa europea), hrčak (Cricetus cricetus) te razne vrste poljskih miševa (Apodemus) i voluharica (Microtinae).


24

ZNAČENJE HIGIJENE TLA U ANIMALNOJ HIGIJENIU tlu se odvijaju različiti fizikalno-kemijski i biološki procesi koji utječu na zdravlje i proizvodnost životinja. Osnovna značajka tla je da je nosilac vegetacije, tj. hrane za ljude i životinje. Tlo svojom konfiguracijom utječe na klimu određenog kraja. Sastav tla također ima utjecaj na životinjski organi-zam. U tlu postoje velike rezerve pitke vode koja služi za napajanje životinja i potrebe ljudi. Osim toga u tlo dospijevaju otpadne vode, gdje se one samočišćenjem i filtracijom kroz tlo pročišćavaju. U tlo se odlaže i razni organski otpad, posebno životinjski leševi, gdje se odvija njihova razgradnja. Gradnja životinjskih nastambi usko je vezana za kvalitetu tla i njegovu konfiguraciju.

Poznavanjem svih procesa koji se odvijaju u tlu i njihovih zakonitosti moguće je pozitivno djelovati i na zdravlje i proizvodne mogućnosti životinja.

Zrak je sastavni dio tla i u njegovoj dinamici ima višestruku ulogu. Bez njega je nezamisliv život biljaka i mikroorganizama tla. Osim toga sudjeluje u procesima razgradnje organske tvari te drugim fizikalno-kemijskim procesima koji se odvijaju u tlu. Zrak u tlo dolazi iz atmosfere, ali i u samom tlu nastaju pojedini plinovi. Sastoji se od 78-80% dušika, 1-3% kisika, 20% i više ugljičnog dioksida, amo-nijaka, sumporovodika, metana, indola, skatola i dr. Zrak se nalazi u porama. Pod utjecajem razlike u temperaturi atmosferskog i zraka u tlu, te zbog razlike u atmosferskom pritisku, dolazi do neprekidne cirkulacije plinova iz tla u atmosferu. Taj proces se naziva aeracija. Na brzinu aeracije, osim navede-nog, utječu još i vlažnost tla, jačina i pravac vjetra, atmosferski talog i antropogeni utjecaj, što je s higijenskog stajališta veoma važno. Poznato je da u tlo dospijevaju različiti otpaci životinjskog i biljnog podrijetla, koji onečišćuju tlo, te troše velike količine kisika za oksidaciju i mineralizaciju. U dubljim slojevima tla gdje nema dovoljno kisika razgradnja se obavlja u anaerobnim uvjetima.

Za vodu i zrak može se reći da se u tlu nalaze u konkurentskim odnosima. Veći sadržaj vode sma-njuje količinu zraka i obrnuto. Voda je važan čimbenik u odvijanju svih procesa koji se odigravaju u tlu. Utječe na filtracijsku sposobnost, retencijski kapacitet, kapilaritet, higroskopičnost tla i dr. U tlu se nalazi kao slobodna i vezana. Vezana je adsorbirana na sitne čestice tla, a slobodna ispunjava srednje i veće kapilarne i nekapilarne pore. Filtracijska sposobnost ili propusnost tla za vodu podrazu-mijeva propuštanje vode s površine u dublje horizonte. Ovisi o veličini i rasporedu pora u tlu te granu-lometrijskom sastavu. Filtracija je veća što su pore, odnosno čestice tla veće. Tla sa sitnim česticama (kao npr. glina) i s manjim porama duže zadržavaju vodu i imaju malu filtracijsku sposobnost. Takva su tla s higijenskog stajališta nepovoljna, jer se time sprečava aeracija pa izostaje i samočišćenje vode koja prolazi kroz takva tla. Retencijski kapacitet tla za vodu, tj. sposobnost tla da zadrži vodu s higijen-skog stajališta je veoma važan čimbenik. Vlažna tla s higijenskog stajališta su nepovoljna za gradnju staja jer su one posljedično hladne i vlažne, što se odražava na zdravstveno stanje životinja koje tamo borave. Na takvim tlima slabija je i kvaliteta biljne hrane, a česte su i invazije raznih parazita. Takva tla se ne mogu koristiti za stočna groblja ili jame grobnice jer se u njima odvijaju procesi truljenja i gnjiljenja. U odabiru lokacije za gradnju staja važan pokazatelj je i kapilaritet tla. Tla s jako izraženim kapilaritetom nepovoljna su za gradnju staja jer kroz temelje vlaga ulazi u zidove staja i u njima stvara nepovoljnu mikroklimu.

Najvažniji izvor topline za zagrijavanje tla je Sunčeva radijacija koju upija površinski sloj. Od osta-lih izvora topline u obzir dolaze tople zračne mase, toplina koja nastaje pri oksidaciji u egzotermnim procesima i dr. Količina topline koju tlo primi različita je u raznim tlima ( u istom tlu mijenja se tije-kom dana i godine) i ovisi o brojnim čimbenicima, kao npr. o geografskoj širini, nadmorskoj visini, o biljnom pokrovu i sl. Tamna, krupnozrnata i suha tla jače se zagrijavaju, pa su time i toplija. Najveći dio topline iz tla gubi se zračenjem i isparavanjem vode. Temperatura tla ima znatan utjecaj na razvoj i razmnožavanje raznih mikroorganizama u tlu.

Saprofitski mikroorganizmi u tlu razgrađuju različite organske tvari ali sudjeluju i u sintezi mnogih organskih spojeva. Za razliku od njih, patogeni mikroorganizmi svojom prisutnošću zagađuju tlo i trajna su prijetnja zdravlju ljudi i životinja. Tako npr. koliformne bakterije i enterokoki u tlo dospiju otpadnim vodama, tekućim gnojem i fecesom. Ostali patogeni mikroorganizmi dospiju u tlo izluči-nama bolesnih životinja, zakapanjem leševa na neadekvatnom terenu i sl. U tlu patogeni mikroorga-


25

nizmi različito dugo preživljavaju, od nekoliko sati do nekoliko mjeseci, pa i desetke godina. Neki od njih sporuliraju pa ostaju virulentni duži vremenski period. Tlo zagađeno tim sporama ostaje trajan izvor zaraze za ljude i životinje.

Velik broj helminta dospijeva u tlo ekskrementima ljudi i životinja. Među najraširenijim geohel-mintima nalaze se askarisi. Također je poznato da su vlažna tla pogodna za razvoj velikog metilja (Fasciola hepatica). U takvim tlima mogu se naći trematode, cestode, nematode i kokcidije.

Za higijenu je veoma važan proces samočišćenja koji se odvija u tlu. Organska tvar razgrađuje se na jednostavnije spojeve, koji mogu poslužiti u daljnjoj sintezi. Dva su osnovna procesa u samočišćenju: proces humifikacije i proces mineralizacije. Ovi procesi u uskoj su vezi s fizikalnim, fizikalno-kemij-skim i ostalim kvalitetama tla. Potrebno je napomenuti da između pojedinih mikroorganizama postoji antagonizam, pa se i na taj način njihov broj smanjuje.


26

ODREĐIVANJE RETENCIJSKOG KAPACITETA TLA ZA VODU

Uzorak broj:Vrsta tla

Retencijski kapacitet tla za vodu određuje se postupkom po Kopeckom, s nehrđajućim čeličnim valj-kom zapremine oko 150 ml sa sitastim dnom.

Postupak: ` uroni se prazan valjak u vodu ` izvadi, pusti da se ocijedi i vagne (a) ` valjak se dobro osuši ` uzme se 100 g tla, napuni njime valjak i točno vagne (b) ` uroni pod vodu, pusti da se ocijedi i vagne (c)

Račun:

Rezultat: RKV % =

V j e ž b a 1

c–a b

× 100 = Rkv%

27

ODREĐIVANJE KAPILARITETA TLA


Postupak: ` u staklenu cijev promjera 0,6 cm i dužine 40 cm nasuti dobro promiješano tlo (na donjem kraju

staklena cijev je zatvorena gazom da tlo ne bi propadalo, a da može ulaziti voda) ` uroniti cijev ili više cijevi s različitim uzorcima s donjim krajem u metalnu posudu s destiliranom

vodom, tako da nivo vode bude nekoliko milimetara iznad donjeg ruba cijevi (nulta točka na visin-skoj skali)

` u raznim vremenskim intervalima očitavati visinu do koje se navlaži tlo u cijevima, u vremenu do pola sata očitava se svakih 10 minuta,- potom nakon 1 sata- odnosno 5, 6 i 24 sata.

Rezultat:Zabilježiti visinu navlaženog stupca tla u odnosu na vrijeme

V j e ž b a 2

28

ODREĐIVANJE KALCIJEVA KARBONATA U TLU


Postupak: ` na pokrovno satno stakalce staviti 2 do 3 g tla ` preliti razrijeđenom solnom kiselinom (HCl 1:3)

Pojava pjenjenja i šuma upućuje na to da tlo sadrži određenu količinu kalcijeva karbonata, jer ugljikov dioksid izlazi van uz šum i pjenjenje.

` Prema intenzitetu šuma i pjenjenja može se zaključiti o sadržaju kalcijeva karbonata u tlu:- ako je šum jedva čujan, u tlu je manje od 1% CaCO3

- ako je šum slab i kratkotrajan, u tlu ima 1-3 % CaCO3

- ako je šum jak i kratkotrajan, u tlu ima 3-5 % CaCO3

- ako je šum jak i dugotrajan, u tlu ima više od 5 % CaCO3

Rezultat:

Sadržaj CaCO3 u tlu =

V j e ž b a 3

29

ODREĐIVANJE SLOBODNIH HUMINSKIH KISELINA U TLU


Postupak: ` u epruvetu staviti 2-3 g tla ` preliti sa 6-9 ml 2% amonijeve lužine (NH4OH) ` suspenziju promućkati i ostaviti stajati 2-3 sata, ` zatim profiltrirati

Po boji filtrata zaključuje se o prisutnosti slobodnih huminskih kiselina u tlu: ` ako je humus kiseo, tj. ako ima mnogo slobodnih huminskih kiselina, boja filtrata je smeđa

označiti s +++, ` ako je humus umjereno kiseo, boja filtrata je žućkasta označiti s ++, ` ako je filtrat bezbojan, nema slobodnih huminskih kiselina označiti s 0.

Rezultat:

Sadržaj slobodnih huminskih kiselina u tlu =

V j e ž b a 4

30

PRIPREMA VODENE ISCRPINE TLA


Vodena iscrpina tla priprema se na način da se tlo osuši do stalne težine na sobnoj temperaturi.Postupak: ` odvagnuti 10 g tla ` staviti tlo u Erlenmeyerovu tikvicu od 300 ml ` preliti s 150 ml destilirane vode ` dobro promućkati ` ostaviti stajati 20 minuta da se talog sedimentira ` profiltrirati gornji dio tekućine preko filtrirnog papira u tikvicu

V j e ž b a 5

31

ODREĐIVANJE pH TLA

Uzorak broj: Vrsta tla

Postupak s univerzalnim pH papirićima: ` uliti u epruvetu oko 2 ml vodene iscrpine tla ` navlažiti indikatorski papirić odgovarajućeg raspona mjerenja ` nakon nekoliko sekundi usporediti boju namočenog indikatorskog papirića sa standardom ` zabilježiti rezultat

Rezultat:

pH tla =

V j e ž b a 6

32

ODREĐIVANJE AMONIJAKA U TLU


` uliti u epruvetu 2 ml vodene iscrpine tla ` dodati 1 ml Seignettove otopine ` dodati 1 ml Nesslerove otopine

Istovremeno se radi i slijepa proba, samo što se umjesto vodene iscrpine tla stavi destilirana voda. ` promućkati i ostaviti stajati oko 10 minuta

Ako je reakcija pozitivna, razvije se žuta boja.Ovisno o intenzitetu žute boje i iskustvu, može se prilično točno odrediti sadržaj amonijaka u uzor-ku.

Po boji reakcijske smjese zaključuje se o koncentraciji amonijaka u tlu: ` ako je reakcijska smjesa intenzivno žute boje označiti s +++ ` ako je slabije žute boje označiti s ++ ` ako je limun žute boje označiti s + ` ako je bezbojna označiti s 0

Rezultat:

Sadržaj amonijaka u tlu =

V j e ž b a 7

33

ODREĐIVANJE NITRITA U TLU

Uzorak broj: Vrsta tla

Postupak: ` uliti u epruvetu 2 ml vodene iscrpine tla ` dodati 1 ml sulfanilne kiseline ` dodati 1 ml otopine alfa-naftil amina

Istovremeno se radi i slijepa proba, samo što se umjesto vodene iscrpine tla stavi destilirana voda. ` promućkati i ostaviti stajati oko 10 minuta

Ako je reakcija pozitivna, razvije se crvena boja poput višnje.Ovisno o intenzitetu boje i iskustvu, može se prilično točno odrediti sadržaj nitrita u uzorku.

Po boji reakcijske smjese zaključuje se na koncentraciju nitrita: ` ako je reakcijska smjesa intenzivno crvene boje poput višnje označiti s +++ ` ako je boja manje intenzivna označiti s ++ ` ako je slabo roza boje označiti s + ` ako je bezbojna označiti s 0

Rezultat:

Sadržaj nitrita u tlu =

V j e ž b a 8

34

ODREĐIVANJE BAKTERIJA U TLU


Ukupan broj mezofilnih bakterija u tlu određujemo na sljedeći način: ` uzeti 1 g tla ` staviti u sterilnu odmjernu tikvicu zapremine 1000 ml ` napuniti do oznake sterilnom fiziološkom otopinom ` tikvicu dobro promućkati ` uzeti sterilnom pipetom 1 ml suspenzije ` nasaditi u Petrijevu zdjelicu ` u Petrijevu zdjelicu naliti hranjivu podlogu, koja se jednolično izmiješa s uzorkom.

Nakon nekog vremena, kad se hranjiva podloga skrutne ` staviti Petrijevu zdjelicu u termostat na inkubaciju 48 sati na 37 °C

Nakon inkubacije ` izbrojiti izrasle kolonije, uz pretpostavku da svaki mikroorganizam formira jednu koloniju

Račun:

Broj izraslih kolonija × 1000 = broj bakterija u 1 g tla (CFU/1 g)*

Ako se pretpostavlja da u tlu ima patogenih bakterija, postupak je isti kao i prethodni, samo što se kao hranjive podloge uzimaju različite selektivne podloge.

Rezultat:Broj bakterija u tlu CFU/1 g =

Napomena: * CFU = “colony forming unit”

V j e ž b a 9

higijena tla

Documents